Как зародилась жизнь — главный и до сих пор неразгаданный вопрос биологии. Учёные из Гарварда приблизились к его решению , создав искусственные химические системы, напоминающие примитивные живые клетки. Эти структуры имитируют метаболизм, способность к самовоспроизведению и элементарную форму эволюции — те самые свойства, без которых невозможна жизнь.
«Насколько мне известно, никто прежде не создавал нечто подобное — структуру, демонстрирующую признаки живого, но построенную из полностью однородных, не имеющих никакого отношения к биологии молекул», — говорит старший автор работы Хуан Перес-Меркадер, научный сотрудник департамента наук о Земле и планетах Гарвардского университета, а также участник инициативы по изучению происхождения жизни. «Я невероятно, невероятно воодушевлён этим».
Микроскопические ископаемые возрастом около 3,8 миллиарда лет не дют ответа на фундаментальные вопросы: из каких молекул могла сформироваться жизнь? Произошло ли это один раз или несколько? Возникла ли она на Земле или была занесена извне?
Хуан Перес-Меркадер в Гарвард пришёл в 2010 году с целью: понять, почему вообще существует жизнь.
Все организмы, независимо от сложности, обладают базовыми свойствами: они управляют химической информацией, извлекают энергию из внешней среды для построения своих структур, размножаются и изменяются с течением времени под действием среды. Его команда попыталась воссоздать условия, в которых жизнь могла «загрузиться» с нуля — из молекул, подобных тем, что встречаются в межзвёздной среде. Эти космические пылевые облака — продукты эволюции звёзд — были помещены в земные лабораторные условия, где в качестве энергии выступал свет. Моделью стала обычная пробирка с водой.
Учёные добавили в неё четыре углеродсодержащих, но небелковых соединения. Вокруг пробирки разместили зелёные светодиоды, и под их воздействием началась реакция: появились амфифильные молекулы — с одной стороны гидрофобные, с другой — гидрофильные. Эти соединения сформировали сферические структуры — мицеллы, внутри которых возникла иная химическая среда. Со временем они превратились в пузырьки, напоминающие клеточные везикулы.
Некоторые из них «выбрасывали» наружу дочерние амфифильные молекулы, как споры, другие разрывались, после чего из оставшихся компонентов собирались новые структуры. Причём каждый новый «пузырёк» слегка отличался от предыдущего. Те, что были устойчивее, чаще доживали до следующего «поколения». В этом исследователи усматривают зачатки наследственности и отбор, то есть эволюцию.
***
Распространяясь панспермией и сталкиваясь выявляются самые удачные для конкретных условий...